GIS技術在鐵路建設工程環境監理中的應用

摘要：隨著GIS技術的迅猛發展，應用GIS技術解決鐵路建設工程監理中的問題已經有了較好的成效。制定出鐵路工程環境監理到GIS數據的轉換范圍，并得到功能上的實現，通過研究工程環境的規律，在系統中采用GIS理論與技術進行高效的管理工作，該方法已經廣泛應用并得到了好評。文章對GIS技術在鐵路建設工程環境監理中的應用進行了探討。

關鍵詞：鐵路建設工程；環境監理；管理信息；GIS技術；工程環境 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP391 文章編號：1009-2374（2016）27-0056-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.026

隨著計算機信息科學的發展，GIS技術逐漸被應用到各種產業中，這種技術為科技產業化帶來了強大的動力，尤其是在鐵路建設工程環境監理中的應用更是為鐵路現代化的快速建設開拓了廣泛的發展前景。

1 GIS技術在鐵路建設工程中的運用

鐵路交通在我國經濟建設和人民生活中起著重要的作用，當今正是交通運輸現代化迅猛發展的大好時機，如何讓鐵路運輸效率和運輸環境更加先進、更加現代化，是我國政府非常重視的課題。GIS技術迎合了時代發展的趨勢，對鐵路環境監理等領域的改善起到了助推的作用。

1.1 基于GIS集成技術的鐵路工程環境監理

采用GIS技術是運用現代高新技術解決問題。GIS技術通過分析先進的信息數據、數據圖像的分析計算、自動技術的處理工作、運籌技術的運用等作用在鐵路工程環境的監理、管理、維護、服務中，保證了鐵路的安全運輸質量，特別是對環境建設的質量保證以及能源的利用率都起了重要作用。在鐵路工程環境監控管理中，通過計算機網絡與處理技術，與GIS技術的聯合技術，可以檢測到鐵路環境監管體系中的實時情況，取得最及時的監控狀態和檢測結果。目前，國家層面對鐵路建設過程中的環保要求比較高，是鐵路建設工程前期立項和后期驗收的主要指標，為保證鐵路工程建設前后環保工作可持續推進，在建的鐵路建設項目都引入了專業的環保監理，但鐵路建設中環保監理標段范圍大、涉及項目多，如果用傳統的監理手段進行現場監理，往往造成監管難度大、涉及面窄的情況。但如果環保監理引入GIS系統，經過GIS技術的處理后，結合互聯網技術的數據傳輸，整合了大量的信息，將鐵路建設環境的控制和管理及時傳送到監理站，總監理工程師和專業監理工程師基于這些數據計算，制定出最有效的監理方案。

在GIS與其他技術的綜合應用下，各種先進技術都能發揮各自的優勢，對鐵路建設環境監理這種綜合性系統性的工作提供了多種技術的支持，而且將各種功能互相結合、補充和完善，并對大量復雜的數據搜集處理，使現代空間移動信息技術的作用得到最大化發揮。

1.2 基于GIS的設備故障診斷

鐵路建設工程環境監理是鐵路系統的重要組成部分，對于提高鐵路高效建設，保障鐵路運輸、安全運營都有重要意義，提高鐵路建設環境的監理工作，就要運用基于GIS技術的設備故障診斷功能。當設備發生故障時，GIS系統利用設備發出的數據來判斷故障設備所處的空間，并根據拓撲數據來確定故障發生的具體位置，將設備性能指標發生的變化或者故障的過程變化，通過數據傳輸發送到檢測系統，由專家來判斷故障發生的原因，并進一步研究診斷方法和去除故障的方法。將GIS與檢測設備、檢測系統結合起來建立的管理方式，可以診斷故障發生的方位和具體位置，還可以向專家建議排除故障的手段和方式。

1.3 基于GIS集成技術的環境監控

GIS技術與遙感技術相結合，形成了新一代鐵路智能化交通系統，采用現代高新技術解決了鐵路建設工程環境監理的問題、改善了環境監控的問題。GIS技術了解系統對于信息和數據的需求，使系統與技術的關系達到最優化，將系統放在技術管理、資源分布、數據流向下分析，使用GIS技術讓系統能夠為管理者提供更加直接和準確的決策依據。

2 系統研發技術

2.1 技術分析

GIS的模型存在疊加分析、緩沖區分析等大量屬性數據不能提供有效決策的局限，由于其特有的問題，如需要二次開發等，所以當決策者需要提供數據和背景資料時，GIS技術可以選用備選的方案對之進行評價后，經過分析、判斷再提供給決策者，而且還能幫助決策者處理空間難以處理的數據，因此充分利用GIS技術，結合其他技術的優勢，對研究和開發鐵路建設環境監理的應用、為監理人員提供支持都是大有裨益的。

2.2 需求分析

GIS技術可以儲存鐵路建設環境監理中出現的污染源、環境敏感點、環境檢測指標等數據信息，能夠分層處理鐵路地理位置、鐵路環境要素、路線走向圖等。將存儲的信息集成，選擇判斷出有效的信息綜合到一起，供監理人員來判斷和分析，得出鐵路周邊的風險以及環境影響、環境監理進度等評價等，并且可以將環境監理工程中的信息和資料自動進行刪改或者存儲工作，運用多媒體數據，如文本、聲音、視頻等實現超級鏈接、顯示與播放功能，達到直觀決策目標。在遇到類似的鐵路建設工程環境監理工作時，可以立即調取出相關資料，實現通用。

2.3 系統目標

GIS技術為鐵路建設環境建立支持系統的目標包括：能夠為決策者即監理工程人員提供準確的鐵路建設施工的環境信息；能夠對鐵路施工周邊的污染敏感源頭進行定位；能夠建立污染緩沖區，對鐵路周邊環境、風險、自然要素等綜合進行結合和評價，能夠為監理工程人員提供決策支持等。

3 基于GIS的鐵路建設工程環境監理決策的總體設計

第一，總體設計是基于GIS的采用客戶與服務器的管理模式，將數據放在服務器中，通過局域網和應用程序將數據進行處理后與服務器聯系，是采用世界上最完備、功能最強大的信息處理系統的全新的決策總體設計，能夠將大批量的數據進行管理并處理。

第二，交互設計技術的好壞是整個系統的關鍵部分。在工程環境監理人員與系統的交互過程中，監理人員采用輸入技術來控制運行情況，通過信息來獲得最后的結果。這個系統存在于每個子系統之中，可以提供詳盡的對話內容，綜合考慮各種因素，而且以多媒體的方式展示各決策者，如采用對話菜單、圖片、圖像等方式與決策者交流，并且可以取舍菜單，把無用的菜單去掉，建立新的菜單并存儲在數據庫中，以備決策隨時調取。存儲有專門的存儲空間，調取時只需要輸入信息處理要求，便可調取出窗口式的數據，一般采用表格和圖像的方式顯示，這樣有利于決策者在可視化環境中做出科學的決策。

第三，基于GIS的鐵路建設工程環境監理支持系統可以從數據庫中調取鐵路工程環境檢測數據。在數據管理上，數據信息與屬性數據信息是分開保存的，大型商用數據庫負責管理屬性數據信息，圖形控件信息數據庫負責管理數據信息，GIS對空間數據是采用分層的管理方式完成。為了方便決策者調取相關環境監理數據，GIS還建立了環境質量評價數據庫和環境保護技術數

據庫。

第四，模型庫系統操作是將模型庫基本功能與模型庫管理系統進行管理。不同系統的模型庫擁有不同的存儲機構，基本功能相似，但是不同應用系統的模型庫，有不同的開發設計者，對各種操作進行不同的管理，存放在不同模型數據庫的應用目標對應不同的設計者，如：數學模型對應環境質量評價體系、空間分析模型對應環境影響區域分析、數據處理模型對應輸出報告等。

第五，圖形及報表模型是系統輸出的形式。模型在人機交互窗口中，按照格式要求，通過數據文件從專題書庫和臨時表中得到要求，并以空間顯示、輸出報告等形式輸出。主要功能包括：用知識、數據等方法表示模式；用數字計算程序為模型的編輯提供邏輯關系組合；與數據結合，從數據庫中調取數據，提供出運算結果，供系統前臺分析。

第六，知識庫子系統的關鍵是知識的獲取、推理、管理和表示。基于GIS的鐵路工程環境監理工作，通過設計人機交互系統、模型庫子系統、數據庫子系統等，把各種信息加以分析、處理、存儲，并通過數據與模型的動態連接及可視化的顯示，為決策者的分析判斷提供了準確的支持，對提高鐵路建設工程環境監理的效率和質量起了巨大的技術支持作用。全面詳盡地將數據以信息條、圖形化的方式存儲、傳輸，而且可以全面考慮綜合情況加以判斷、選擇、刪除和監理，形成了一個龐大的完善的功能模塊，并融于整個系統的運行和應用中。

4 結語

通過研究GIS技術在我國鐵路工程環境監理工作中的運用，可以看到GIS技術對各種信息的有機結合，實現實時數據和計算模型的動態連接，為決策者提供可視化的結論等各種優越性能。該技術的實現和運用優化了鐵路建設工程環境監理工作的質量，大大提高了鐵路建設工程環境監理工作的效率，變以往的文字表格形式為圖形報表以及實現了數據可視化，加快了我國鐵路建設環境的現代化手段的發展進程，對我國鐵路建設的發展起到了巨大的促進作用。

參考文獻

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作者簡介：孟軍（1980-），男，甘肅民樂人，甘肅信達建設工程咨詢有限公司工程師，研究方向：工程監理。

（責任編輯：蔣建華）